Определенные молекулы РНК в нервных клетках мозга живут всю жизнь, не обновляясь. Это доказали неврологи из Университета Фридриха-Александра в Эрлангене-Нюрнберге (FAU) совместно с исследователями из Германии, Австрии и США.

РНК, как правило, являются недолговечными молекулами, которые постоянно перестраиваются, чтобы приспособиться к условиям окружающей среды. Благодаря результатам, опубликованным в журнале Science, исследовательская группа надеется расшифровать сложный процесс старения мозга и лучше понять связанные с ним дегенеративные заболевания.

Большинство клеток человеческого организма регулярно обновляются, сохраняя свою жизнеспособность. Однако есть исключения: сердце, поджелудочная железа и мозг состоят из клеток, которые не обновляются на протяжении всей жизни, но при этом должны оставаться в полном рабочем состоянии.

«Старение нейронов – важный фактор риска нейродегенеративных заболеваний, таких как болезнь Альцгеймера. Базовое понимание процесса старения и того, какие компоненты участвуют в поддержании функции клеток, имеет решающее значение для разработки эффективных концепций лечения», – говорит профессор д-р Томохиса Тода, профессор нейронной эпигеномики в Центре физики и медицины Макса Планка в Эрлангене.

Рабочая группа под руководством Тоды выявила ключевой компонент старения мозга: ученые впервые смогли продемонстрировать, что определенные типы рибонуклеиновой кислоты (РНК), защищающие генетический материал, существуют так же долго, как и сами нейроны.

«Это удивительно, ведь в отличие от ДНК, которая, как правило, никогда не меняется, большинство молекул РНК крайне недолговечны и постоянно обмениваются», – объясняет Тода.

«Нам удалось пометить РНК флуоресцентными молекулами и отследить их продолжительность жизни в клетках мозга мышей. Мы даже смогли идентифицировать отмеченные долгоживущие РНК у двухлетних животных, причем не только в их нейронах, но и в соматических взрослых нейронных стволовых клетках мозга», – поясняют ученые.

Кроме того, было обнаружено, что долгоживущие РНК, которые они сокращенно называют LL-РНК, обычно располагаются в ядрах клеток, тесно связанных с хроматином – комплексом ДНК и белков, образующим хромосомы. Это указывает на то, что LL-РНК играют ключевую роль в регуляции хроматина.

Чтобы подтвердить эту гипотезу, команда уменьшила концентрацию LL-РНК в эксперименте с моделями взрослых нейронных стволовых клеток, в результате чего целостность хроматина была сильно нарушена.

«Мы убеждены, что LL-РНК играют важную роль в долгосрочной регуляции стабильности генома и, следовательно, в сохранении нервных клеток на протяжении всей жизни», – объясняет Томохиса Тода.

Будущие исследовательские проекты должны дать более глубокое понимание биофизических механизмов, лежащих в основе долгосрочного сохранения LL-РНК. Ученые хотят узнать больше об их биологической функции в регуляции хроматина и о том, как старение влияет на эти механизмы.